徐力

（池州学院，安徽 池州 247000）

随着材料科学的发展和人类工业建设的逐步深入，越来越多的领域开始运用高分子材料，其良好的耐磨性、耐腐蚀性、电绝缘性，以及较低的成本使其在电子电气、建筑以及交通运输行业中发挥重要作用。然而高分子材料因其体积电阻率较大的特点，在使用过程中易产生经典，给设备埋下安全隐患。因此，为实现高分子材料应用范围的进一步扩大，有必要在高分子材料中应用抗静电技术。

一、高分子材料产生静电的危害

静电是生活中常见的物理现象，处于静止状态的电荷集中在某个物体上或者物体表面时，就形成了静电。通常来说，电阻率越大，摩擦强度越高，越容易产生和积累静电。而高分子聚合物大多为绝缘体，且广泛用于电子电气、交通运输领域，一旦因静电问题发生风险，不仅会影响到设备的正常运转，还有可能给人民群众的生命财产安全造成损害。

具体说来，高分子材料产生静电给工业生产造成的危害，可以分为静电放电造成的危害和静电引力造成的隐患。前者可能引发电子设备的故障，造成电磁干扰，或促使电子元件老化，降低设备器件寿命；而后者则可能因吸附空气中的灰尘，而导致集成电路与半导体元件受到污染，降低生产成品率，导致生产企业的经济损失。

因而，为抑制高分子材料中静电的产生，避免给工业生产造成危害，专家学者从高分子材料表面和内部结构两个维度开发了一系列抗静电技术和方法。

二、高分子材料抗静电技术及其应用

在现有的工业实践中，高分子材料实现抗静电效果的手段主要是在高分子材料的表面涂刷一层物质或在高分子聚合物基体中掺入填料来防止静电产生或协助静电释放，消除静电的危害，提高材料的寿命。下面对主流的高分子材料抗静电技术及其应用加以分析。

（一）混合结构型导电高分子

导电高分子材料是该技术抗静电功能的核心，但该材料韧性差、不稳定，难以成型，需要与其他高分子材料基体形成复合高分子导电材料才能发挥作用，可通过化学法或机械法形成材料共混。

机械法就是把基体高分子材料与结构型导电高分子材料相混合，从而制备有着多相结构特征的复合型高分子材料。当将高分子材料中的导电填料质量分数控制在2%-3%范围内，制成的高分子材料可用做抗静电材料。而化学法则是在微观尺度上实现两种高分子材料的共混，实现的机理是在FeCl3或CuCl2等氧化剂的作用下，使结构型导电高分子单体发生氧化聚合反应。当前，在生产实践中，PPY和聚酞亚胺、PPY和聚碳酸酯等高分子材料与结构型导电高分子共混，可有效降低静电的危害。

（二）应用抗静电剂

抗静电剂的作用是减小高分子材料表面电阻率，增强表面导电性，使表层静电荷可以快速导出，同时还能起到润滑作用，减少因摩擦而产生的静电效应。

抗静电剂是一种水溶性高分子材料，具有较高的表面活性，阳离子型抗静电剂虽然具有较高的抗静电效果，但耐热性不足；相较而言，阴离子型可以弥补耐热性差这一问题，但与树脂的相容性不能达到标准，且在透明产品中应用性较差。针对上述离子型静电剂的问题，引入了非离子型抗静电剂，其物理性能与离子型静电剂类似，但消耗较快，因此需要与两种离子型静电剂结合起来使用。

应用抗静电剂主要有外涂和内加两种方式，前者生产流程简便，效率较高，在抗静电剂在对产品进行清洁或发生摩擦时，可能出现脱落问题；而后者在生产中需在树脂配料的环节就加入抗静电剂，在产品表面会形成均匀的抗静电层，抗静电的耐久性较强。

（三）在聚合物基体上添加导电填料

此种技术手段是在高分子聚合物基体上，添加金属粉末、碳纤维以及其他具有导电性的物质作为填料。根据填料的不同，几类高分子材料的特性和应用范围也有所区别。举例来说，石墨的成本较低，且导电性能突出，应用添加此类填料的高分子聚合物材料的经济效益相对较好。但同时，石墨的颜色是黑色的，添加填料后的高分子材料也呈现为黑色，若对材料的颜色有其他要求，需增加额外的生产原料和工序。而金属粉末一般无法直接加入到高分子聚合物基体中，还需要与其他材料进行混合或进行一定处理，但同时也能够根据业务需要实现特定功能。因而，为更好地实现工业生产的目的，最大化发挥高分子材料的价值，相关领域工作者需结合掺加填料的高分子材料的特性和功能，适当加以选择。

三、结语

经过了多年的发展，高分子材料的抗静电技术已在工业生产中发挥了重要的价值，对提高设备的生产效率和稳定性具有积极作用，部分研究成果已走在世界前列。在此背景下，如何进一步压缩材料使用量，降低高分子材料抗静电技术应用的成本，提升材料的寿命和稳定性，应成为相关领域研究工作者未来努力重要方向。